JP2014195947A - 両面フレキシブル金属張積層板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリイミド層の片面に金属層を有する2つの片面フレキシブル金属張積層板のポリイミド面同士を加熱圧着して積層して両面フレキシブル金属張積層板を製造する方法において、片面フレキシブル金属張積層板が、長尺状の金属箔の一方の表面にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗工し、熱処理してポリイミド前駆体樹脂をイミド化して得られたものであり、2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくとも一方は、ポリイミド層の表面が熱可塑性ポリイミドにより構成され、2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくとも一方は、金属層の厚み(T1)が3〜10μmであり、金属層の厚み(T1)とポリイミド層の厚み(T2)との関係が(T1)3/(T2)≧14である両面フレキシブル金属張積層板の製造方法である。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献3によれば、導体層にポリイミド前駆体の樹脂溶液を直接塗布した後に150℃以下で乾燥を行い、続く硬化工程前のポリイミド前駆体の樹脂層のイミド化率を12〜18%の範囲に制御することによって寸法変化率が小さいフレキシブル金属張積層板を提供することが可能となる。また、特許文献4によれば、導体層に塗工するポリイミド前駆体の樹脂溶液の原料であるテトラカルボン酸又はその酸無水物とジアミノ化合物のモル比を一定の範囲に調整し、更には前記原料として特定の一般式で示される化合物を用いることで寸法安定性に優れたフレキシブル金属張積層板を提供することが可能となる。当該文献によれば加熱圧着などの公知の方法を適用してポリイミド層の両表面に金属層を設けることも可能であり、寸法安定性が優れる両面金属張積層板の製造が可能となる。なお、本明細書中でキャスティング法という場合、ポリイミド層となるポリイミド前駆体またはポリイミドの樹脂溶液を金属箔等の支持体に塗布後、乾燥又は乾燥およびイミド化のための熱処理によって金属箔上にポリイミド層を形成する方法をいう。
例えば、特許文献5によれば、金属箔等の基材上に、ポリイミドワニスを直接塗布し、溶媒除去および/または基材上にあらかじめ塗布されていたポリアミック酸のイミド化反応を完結させることによりオールポリイミドの片面フレキシブル金属積層板を得、このポリイミド層に、金属箔又は上記方法で得られた別のオールポリイミドフレキシブル片面金属積層板のポリイミド層同士を加熱加圧して積層することによって両面フレキシブル金属張積層板を提供する方法が提案されている。そして、この特許文献には、適用できる金属箔として4〜105μmと広い範囲で適用し得る記載はあるが、当該金属箔の厚みに対して折れ込みが生じないポリイミド層の厚み範囲についての記載はない。
前記片面フレキシブル金属張積層板が、長尺状の金属箔の一方の表面にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗工し、熱処理してポリイミド前駆体樹脂をイミド化することによって得られたものであり、
前記2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくともいずれか一方は、ポリイミド層の表面が熱可塑性ポリイミドによって構成されており、
また、前記2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくともいずれか一方は、金属層の厚み(T1)は3〜10μmであり、その金属層の厚み(T1)とポリイミド層の厚み(T2)との関係が、(T1)3/(T2)≧14であることを特徴とする両面フレキシブル金属張積層板の製造方法である。
2)任意の方法でポリアミド酸層を塗布乾燥により形成した後、さらにその層上にナイフコート方式やダイ方式等にて別のポリアミド層を塗布乾燥して形成する。
3)任意の方法でポリアミド酸樹脂を塗布後、その未乾燥塗布面上にナイフコート方式やダイ方式等によりさらに別のポリアミド酸樹脂を塗布し、乾燥する。
なお、ここで言うナイフコート方式とは、バー、スキージ、ナイフ等により樹脂溶液をならして塗布する方式である。
金属層として、膜厚が6μmおよび9μmの銅箔を使用した。
[ガラス転移点温度の測定]
銅箔をエッチングしフィルム状態となったポリイミドを、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の動的粘弾性測定装置(RSA−III)を用い、引張りモードにて1.0Hzの温度分散測定したtanδのピークトップをガラス転移点温度とした。
銅箔をエッチングしフィルム状態となったポリイミドを、サーモメカニカルアナライザー(セイコーインスツル株式会社製)を用い、260℃まで昇温し、さらにその温度で10分間保持した後、5℃/分の速度で冷却して250℃から100℃までの平均熱膨張率(線熱膨張係数)を求めた。
合成例1:
熱電対および攪拌機を備えると共に窒素導入が可能な反応容器に、302gのN,N−ジメチルアセトアミドを入れた。この反応容器に2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン30.99g(0.076モル)を容器中で撹拌しながら溶解させた。次に、16.96g(0.078モル)のピロメリット酸二無水物を加えた。その後、3時間撹拌を続け、溶液粘度2,960mPa・sのポリアミド酸の樹脂溶液aを得た。なお、溶液粘度は、E型粘度計による25℃でのみかけ粘度の値である(以下、同様)。このポリアミド酸から得られたポリイミド(TPI(A))の線熱膨張係数は56×10−6(1/K)であった。
熱電対および攪拌機を備えると共に窒素導入が可能な反応容器に、334gのN,N−ジメチルアセトアミドを入れた。この反応容器に2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン29.24g(0.072モル)および3.81g(0.018モル)の4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニルを容器中で撹拌しながら溶解させた。次に、20.00g(0.092モル)のピロメリット酸二無水物を加えた。その後、3時間撹拌を続け、ポリアミド酸の樹脂溶液bを得た。ポリアミド酸の樹脂溶液bの溶液粘度は3,140mPa・sであった。このポリアミド酸から得られたポリイミド(TPI(B))の線熱膨張係数は54×10−6(1/K)であった。
熱電対および攪拌機を備えると共に窒素導入が可能な反応容器に、3.076kgのN,N−ジメチルアセトアミドを入れた。この反応容器に4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル225.73g(1.063モル)を容器中で撹拌しながら溶解させた。次に、61.96g(0.211モル)の3,3’−4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および183.73g(0.842モル)のピロメリット酸二無水物(PMDA)を加えた。その後、3時間撹拌を続け、溶液粘度20,000mPa・sのポリアミド酸の樹脂溶液cを得た。このポリアミド酸から得られたポリイミド(低αPI)の線熱膨張係数は7×10−6(1/K)であった。
厚さ9μm、幅1080mm、Rz=1.8μmでロールから巻き出した長尺状の電解銅箔上に、合成例1で調製したポリアミド酸の樹脂溶液aを連続的に塗布乾燥し、更にその上に合成例3で調整したポリアミド酸の樹脂溶液cと樹脂溶液aを順次塗布し、120℃で約3分間乾燥した。その後、最終的に300℃以上、約2分間の熱処理を行い、ポリイミド層の全膜厚が25μmの長尺状の片面フレキシブル銅張積層板を得た。このとき、(T1)3/(T2)=29.2であり、ポリアミド酸の樹脂溶液の溶媒揮発に起因したポリアミド樹脂層の収縮による銅箔幅方向端部の折れ込みは生じなかった。また、前記片面フレキシブル銅張積層板のポリイミド層の線熱膨張係数は25×10−6(1/K)であった。続いてこの片面フレキシブル銅張積層板2つ(片面フレキシブル銅張積層板Aと片面フレキシブル銅張積層板B)を、そのポリイミド層面同士で貼り合わせ、同時に一対の加熱ロール間に1m/分の速度で連続的に供給して加熱加圧することで積層し、ポリイミド層の全膜厚が50μmの長尺状の両面フレキシブル銅張積層板を得た。このときロール表面温度は380℃であり、ロール間の線圧は134kN/mであった。なお、ポリイミド樹脂層のうち、ポリアミド酸の樹脂溶液cから得られた層とポリアミド酸の樹脂溶液aから得られた層の比率は4:1であった。加熱加圧により積層したポリイミド層は相互に剥がれることはなく、強固に接着していた。結果を表2に示す。
銅箔に、厚さ9μm、幅1080mm、Rz=0.8μmでロールから巻き出した長尺状の電解銅箔を用い、銅箔上のポリイミド層の層構成を表2に示すものに変更したこと以外は実施例1と同様に行いポリイミド層の全膜厚が80μmの長尺状両面フレキシブル銅張積層板を得た。表2には、2つの片面フレキシブル銅張積層板A、Bについて、それぞれの(T1)3/(T2)及びポリイミド層の線熱膨張係数を示した。また、得られた両面フレキシブル銅張積層板の接着性と、各片面フレキシブル銅張積層板を得る際の銅箔幅方向端部の折れ込みの評価について、あわせて示している(以下の実施例等についても同様)。
銅箔に、厚さ6μm、幅1080mm、Rz=1.3μmでロールから巻き出した長尺状の電解銅箔を用い、銅箔上のポリイミド層の層構成を表2に示すものに変更したこと以外は実施例1と同様に行い、ポリイミド層の全膜厚が26μmの長尺状両面フレキシブル銅張積層板を得た。
銅箔上に塗布した樹脂溶液を順に樹脂溶液b/樹脂溶液c/樹脂溶液bとした点以外は全て実施例3と同様にしてポリイミド層の全膜厚が26μmの長尺状両面フレキシブル銅張積層板を得た。
樹脂溶液cから形成されるポリイミド層の厚みを薄くすることでポリイミド層の全膜厚を20μmとした点以外は全て実施例3と同様にして長尺状両面フレキシブル銅張積層板を得た。
樹脂溶液cから形成されるポリイミド層の厚みを厚くすることでポリイミド層の全膜厚を30μmとした点以外は全て実施例3と同様にして長尺状両面フレキシブル銅張積層板を得た。
実施例3と同様にして得たポリイミド層の全膜厚が13μmの片面フレキシブル銅張積層板と、銅箔上に塗布した樹脂溶液を順に樹脂溶液a/樹脂溶液cとした点以外は全て実施例2と同様にして得た片面フレキシブル銅張積層板を用い、実施例1と同様にしてそれぞれのポリイミド層面同士を接着させることでポリイミド層の全膜厚が53μmの両面フレキシブル銅張積層板を得た。
実施例1と同様にして銅箔上に順次、樹脂溶液a/樹脂溶液c/樹脂溶液aを塗布乾燥し、最終的に300℃以上約2分間の熱処理を行うことで、ポリイミド樹脂層の厚みが55μmであり、ポリアミド酸の樹脂溶液cから得られた層とポリアミド酸の樹脂溶液aから得られた層の比率が10:1のフレキシブル片面銅張積層板を得ることを試みたが、ポリアミド酸の樹脂溶液の塗布乾燥段階において溶媒揮発によりポリアミド樹脂層が大きく収縮することで銅箔幅方向端部に折れ込みが生じて長尺状の片面フレキシブル銅張積層板を得ることができなかった。なお、このとき、(T1)3/(T2)=13.3であった。
厚さ6μm、幅1080mm、Rz=1.3μmでロールから巻き出した長尺状の電解銅箔を金属層として用い、実施例1と同様にして銅箔上に順次、樹脂溶液a/樹脂溶液c/樹脂溶液aを塗布乾燥し、最終的に300℃以上約2分間の熱処理を行うことで、ポリイミド樹脂層の厚みが25μmであり、ポリアミド酸の樹脂溶液cから得られた層とポリアミド酸の樹脂溶液aから得られた層の比率が4:1の片面フレキシブル銅張積層板を得ることを試みたが、ポリアミド酸の樹脂溶液の塗布乾燥段階において溶媒揮発によりポリアミド樹脂層が大きく収縮することで銅箔幅方向端部に折れ込みが生じて長尺状の片面フレキシブル銅張積層板を得ることができなかった。なお、このとき、(T1)3/(T2)=8.6であった。
銅箔上に塗布した樹脂溶液を順に樹脂溶液a/樹脂溶液cとした点以外は全て実施例2と同様にしてポリイミド層の全膜厚が80μmの両面フレキシブル銅張積層板を得ることを試みたが、加熱加圧により積層したポリイミド層はその接着面から容易に相互に分離してしまい、両面フレキシブル銅張積層板を得ることはできなかった。
Claims (6)
- ポリイミド層の片面に金属層を有する2つの片面フレキシブル金属張積層板のポリイミド面同士を加熱圧着により積層して、両面に金属層を有する両面フレキシブル金属張積層板を製造する方法において、
前記片面フレキシブル金属張積層板が、長尺状の金属箔の一方の表面にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗工し、熱処理してポリイミド前駆体樹脂をイミド化することによって得られたものであり、
前記2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくともいずれか一方は、ポリイミド層の表面が熱可塑性ポリイミドによって構成されており、
また、前記2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくともいずれか一方は、金属層の厚み(T1)は3〜10μmであり、その金属層の厚み(T1)とポリイミド層の厚み(T2)との関係が、(T1)3/(T2)≧14であることを特徴とする両面フレキシブル金属張積層板の製造方法。 - 2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくともいずれか一方は、ポリイミド層が2層以上の複数のポリイミド層からなると共に、最外層にはガラス転移点温度が350℃以下の熱可塑性ポリイミドが配されている請求項1に記載の両面フレキシブル金属張積層板の製造方法。
- 熱可塑性ポリイミドが、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを50モル%以上含有するジアミノ化合物と、テトラカルボン酸化合物とを反応させ得られたポリイミド前駆体樹脂を経由して得られるものである請求項1又は2のいずれか1項に記載の両面フレキシブル金属張積層板の製造方法。
- 2つの片面フレキシブル金属張積層板の少なくともいずれか一方は、ポリイミド層が総厚50μm以下であると共に、線熱膨張係数が15×10−6〜35×10−6(1/K)の範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載の両面フレキシブル金属張積層板の製造方法。
- 2つの片面フレキシブル金属張積層板のポリイミド面同士を加熱圧着する積層工程における加熱圧着温度が、少なくともいずれか一方の片面フレキシブル金属張積層板が有する加熱圧着面の熱可塑性ポリイミド層のガラス転移点温度以上の温度である請求項1〜4のいずれか1項に記載の両面フレキシブル金属張積層板の製造方法。
- 2つの片面フレキシブル金属張積層板の積層工程が、1対の加熱ロールの加圧によって行われる請求項1〜5のいずれか1項に記載の両面フレキシブル金属張積層板の製造方法。
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